SIMULAÇÕES DO PROCESSO DE SEPARAÇÃO DE … · Simulador de Operação do BINGO...
Transcript of SIMULAÇÕES DO PROCESSO DE SEPARAÇÃO DE … · Simulador de Operação do BINGO...
SIMULAÇÕES DO PROCESSO DE SEPARAÇÃO DECOMPONENTES E RECUPERAÇÃO DO SINAL DE 21
CM DO HI APLICADAS AO RADIOTELESCÓPIOBINGO
Eduardo Jubini de MeríciaOrientador: Carlos Alexandre Wuensche de Souza
10/04/2019
Sumário
1 Introdução
2 Simulador de Operação do BINGO
3 Objetivos do Trabalho
4 Resultados
5 Próximas Etapas
10 de abril de 2019 2 / 20
Sumário
1 Introdução
2 Simulador de Operação do BINGO
3 Objetivos do Trabalho
4 Resultados
5 Próximas Etapas
10 de abril de 2019 3 / 20
Introdução
Entender a expansão acelerada é um dos maiores desafios da cosmologia
Medir oscilações acústicas de bárions (BAO) é uma das principais formas deestudar os efeitos da energia escura na evolução cósmica
O radiotelescópio BINGO tem como objetivo detectar BAO na faixa de rádioutilizando a técnica de mapeamento de intensidade da linha de 21 cm produzidapelo HI
Problema: o sinal de 21 cm do HI é 10.000 vezes menor que o sinal global(emissões galácticas, extragalácticas, ruído, etc)
Solução: recuperar o sinal cosmológico de HI utilizando um método de separaçãode componentes
10 de abril de 2019 4 / 20
Sumário
1 Introdução
2 Simulador de Operação do BINGO
3 Objetivos do Trabalho
4 Resultados
5 Próximas Etapas
10 de abril de 2019 5 / 20
Simulador de Operação do BINGO
BINGO
Especificações do
Instrumento
Ruído do Instrumento
Mapa de 21 cm do HI
Simulador de Missão
FOREGROUNDS
Emissões Galácticas
Emissões Extragalácticas
RCFM
Ruídos Ambientais
RFI
AtmosferaSeparação
de Componentes
Mapa de 21 cm do HI
Parâmetros Ajustáveis
Parâmetros Medidos
Modelos
Sinal recuperado
Pipeline
TOD Mapa Multifrequências
Redução de Dados
Limpeza de RFI
Flags para Transientes
10 de abril de 2019 6 / 20
Simulador de Operação do BINGOParâmetros do BINGO
Localização 0702′57′′ S 3815′46′′ W
Faixa de redshifts z 0,13 - 0,48
Faixa de frequências (MHz) 960 - 1260
Número de canais 10
Largura de canal ∆ν (MHz) 30
FWHM (arcmin) @ 1110 MHz 40
Cobertura do céu Ωsur (deg2) 5400
Declinação central (deg) -15
Temperatura do sistema Tsys (K) 70
Frequência de joelho fknee (Hz) 0,001
Frequência de amostragem νsamp (Hz) 10
10 de abril de 2019 7 / 20
Simulador de Operação do BINGO
Componentes Consideradas nas Simulações
Ruído do Instrumento: Ruído Térmico + Ruído 1/f não correlacionadoentre canais
Emissões Galácticas: Síncrotron + Bremsstrahlung + AME
CMB
Emissão em 21 cm do HI
10 de abril de 2019 8 / 20
Sumário
1 Introdução
2 Simulador de Operação do BINGO
3 Objetivos do Trabalho
4 Resultados
5 Próximas Etapas
10 de abril de 2019 9 / 20
Objetivos
Simular observações do BINGO em diferentes cenários operacionais(produzir mapas de observação)
Número de cornetas 34 44 52
Tempo de observação (meses) 1 6 12
Para os diferentes cenários, verificar a recuperabilidade do sinal de HIutilizando uma ferramenta de separação de componentes (GNILC)
Estimar o número mínimo de cornetas necessárias para recuperar osinal cosmológico
10 de abril de 2019 10 / 20
Sumário
1 Introdução
2 Simulador de Operação do BINGO
3 Objetivos do Trabalho
4 Resultados
5 Próximas Etapas
10 de abril de 2019 11 / 20
ResultadosMapas Simulados
10 de abril de 2019 12 / 20
Resultados
Separação de Componentes 34 cornetas e 1 mês de observação
NGNILC = −20, 33% NGNILC ,abs = 89, 17%
10 de abril de 2019 13 / 20
Resultados
Separação de Componentes 44 cornetas e 1 mês de observação
NGNILC = −40, 36% NGNILC ,abs = 78, 92%
10 de abril de 2019 14 / 20
Resultados
Separação de Componentes 52 cornetas e 1 mês de observação
NGNILC = −45, 20% NGNILC ,abs = 76, 98%
10 de abril de 2019 15 / 20
ResultadosSeparação de Componentes 34 cornetas e 1 mês de observação sem ruído1/f
NGNILC = −24, 09% NGNILC ,abs = 54, 06%
10 de abril de 2019 16 / 20
ResultadosDiscussão dos resultados
O aumento do tempo de observação reduziu a potência do espectroreconstruído de HI
O teste sem ruído 1/f mostrou uma melhor recuperação do espectroem baixos multipolos, porém uma perda de potência considerável nasescalas angulares menores
O sinal de HI é subestimado em grandes escalas angulares, onde osforegrounds galácticos são mais intensos
A escolha de um número pequeno de canais (nch = 10) pode terdificultado o processo de recuperação, uma vez que a dimensão doprimeiro define o número de graus de liberdade disponíveis parareconstruir as componentes
10 de abril de 2019 17 / 20
Sumário
1 Introdução
2 Simulador de Operação do BINGO
3 Objetivos do Trabalho
4 Resultados
5 Próximas Etapas
10 de abril de 2019 18 / 20
Próximas Etapas
Fazer simulações com um número maior de canais (Olivari, 2018)
Simular ruído 1/f correlacionado entre canais (Harper et al., 2018)
Incluir nas simulações medidas de RFI feitas in loco (Peel et al., 2018)
Incluir mapas de fontes puntiformes nas simulações
Incluir modelo do feixe da corneta feito com dados reais produzidospelos testes realizados pelo LIT em 2018
Testar outro simulador de observação, HIDE&SEEK (Akeret et al.,2017), em processo de adaptação para o BINGO
10 de abril de 2019 19 / 20
Obrigado!
10 de abril de 2019 20 / 20